JP2004144429A

JP2004144429A - Heat exchanger for air conditioner

Info

Publication number: JP2004144429A
Application number: JP2002311556A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sato; 佐藤　全秋; Tatsuji Kitano; 北野　竜児
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP4417620B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger for an air conditioner having compatibility between improvement of manufacturing performance and improvement of heat exchange performance in a fin tube type heat exchanger provided with a slit. <P>SOLUTION: In the fin tube type heat exchanger for the air conditioner, fins F are arranged side by side with a narrow gap in between, heat exchange pipes P are pierced through the fins, a plurality of slits S are cut and raised in parallel between the heat exchange pipes, and the heat exchange pipes are bent at least once and arranged so as to surround a blower 23 in a body 20. When a shortest distance from an inner side end rim of a fin in an inner side row in a bent state to a heat exchange pipe outer diameter along an air flow direction is L1, the slits are provided only in an area outside the range of the shortest distance L1, and no slits are provided in an area of the shortest distance L1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スリットを切起し形成したフィンチューブタイプで、フィンが１列もしくは複数列並べられ、かつ全体的に少なくとも１回以上曲げられて成形される空気調和機用熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天井裏に空気調和機本体が配置され、この本体の下面に備えた化粧パネルが天井板から室内に露出する、いわゆる天井カセット型空気調和機室内機（たとえば、特許文献１参照）が多用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６３７０２号公報（３頁３欄−４欄　図１、図３）
この室内機に収容される熱交換器は、狭小の間隙を存して多数枚並設されたフィンに熱交換パイプが貫通して設けられるフィンチューブタイプである。平面視で略矩形状に曲げ加工されていて、この中心位置に送風機が配置され、吸込んだ室内空気を熱交換器の内側面から外側面に向かって送風する。
上記フィンは短冊状をなし、１列もしくは２列の熱交換パイプが上下方向に位置を揃えて貫通する。このようなフィンを１列もしくは複数列並べたうえで、３回もしくは４回の曲げ加工をなし、平面視で略矩形状としている。
【０００４】
また、従来より、熱交換器の熱交換性能をより向上させるため種々の技術が開発されているが、結局は、熱交換器の長さをより長くすることと、フィンにスリットを設けることにより、満足すべき結果が得られるようになった。
すなわち、熱交換器の曲げ半径をより小さく設定し、かつ多段に曲げることによって、熱交換器がより長くなり熱交換面積が増大する。上記スリットを多く設けることによって、送風機の送風作用にともないフィン表面に形成される温度境界層を薄くでき、フィン面積に対するスリット面積の割合が増大する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スリットが形成される熱交換器における曲げ加工は、たとえば図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように行われる。
狭小の間隙を存して並設された多数枚のフィンＦに熱交換パイプＰを貫通して１列となした直状熱交換器１Ａを、ここでは２列並べている。曲げ予定部位で、かつ曲げた状態で内側に相当する部位に受けコマＵを当てる。
【０００６】
この受けコマＵは、回動自在に支持されていて、円形部Ｕａと、この円形部Ｕａの周面から一体に直状に形成される杆部Ｕｂとを備えている。外側面に相当する面に押さえコマＶを当て、受けコマＵの方向に押し当てながら押さえコマＶを徐々に移動する。
押さえコマＶの移動にともなって受けコマＵが回動し、直状熱交換器１Ａは順次曲り変形が生じる。押さえコマＶの進行方向が、はじめの進行方向から９０°変化した状態で熱交換器１Ａは所定の曲り半径で９０°曲げられる。
【０００７】
このような曲り加工をなす熱交換器１Ａにおいて、熱交換性能の向上のためにスリットの本数を増大すると、強度的に弱くなってしまう。そして、曲げ加工の最中にフィンにいわゆるフィン倒れと呼ばれる変形が生じて、熱交換性能の低下をきたす。
【０００８】
本発明は上記事情にもとづいてなされたものであり、その目的とするところは、スリットを備えたフィンチューブタイプの熱交換器において、製造性の向上と、熱交換性能の向上を両立させた空気調和機用熱交換器を提供するようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために本発明は、１列もしくは複数列のフィンを互いに狭小の間隙を存して並設し、これらフィンに熱交換パイプを貫通し、かつ熱交換パイプ相互間に複数本のスリットを互いに並行して切起し加工したフィンチューブタイプであり、少なくとも１回以上曲げて空気調和機本体内に送風機を囲むように配置する空気調和機用熱交換器において、
曲げた状態で内側列となるフィンの内側端縁から気流方向に沿い熱交換パイプ外径までの最短距離をＬ１としたとき、最短距離Ｌ１の範囲外部の領域のみにスリットを設け、最短距離Ｌ１の領域内にはスリットを設けない。
【００１０】
また、本発明は、上述の空気調和機用熱交換器において、曲げた状態で内側列となるフィンの内側端縁から気流方向に沿い熱交換パイプ外径までの最短距離をＬ１としたとき、最短距離Ｌ１の範囲内の領域に設けたスリットの長さ寸法Ｌ２に対する熱交換パイプ相互のピッチＰＰと熱交換パイプ外径φＤとの差の割合を、　Ｌ２／（ＰＰ−Ｄ）＜０．８　に設定した。
【００１１】
また、本発明は、上述の空気調和機用熱交換器において、曲げた状態で内側列となるフィンの内側端縁から気流方向に沿い熱交換パイプ外径までの最短距離をＬ１としたとき、最短距離Ｌ１の範囲内の領域に設けたスリットは、長手方向に沿って分割する。
【００１２】
さらに、上記スリットは、気流の流れ方向とは直交する方向に隣り合う熱交換パイプ相互の中心点を結んだ線を中心にして、気流の流れ方向に沿って非対称に設ける。
さらに、上記フィンは内側列と外側列の２列備え、これらフィン列に対して熱交換パイプを２列でかつ千鳥状に配置し、内側列フィンの最上段熱交換パイプとフィン上端縁との間にスリットを設けた。
【００１３】
さらに、上記フィンは内側列と外側列の２列備え、これらフィン列に対して熱交換パイプを２列でかつ千鳥状に配置し、スリットは内側列フィンと外側列フィンとで互いに異なるパターンに形成した。
さらに、上記内側列フィンに設けたスリットの本数Ｎ１に対する外側列フィンに設けたスリットの本数Ｎ２との割合を、　０．７＜Ｎ１／Ｎ２＜１．０　に設定した。
【００１４】
さらに、上記フィンの端面一部に切欠きを設けた。
さらに、上記切欠きの少なくとも一部が、気流方向から見て空気調和機本体内に収容するドレンパンの立上り壁に重なるように配置した。
さらに、１列あたりのフィンの幅寸法Ｆｗに対する熱交換パイプの直径φＤの割合を、　ＦＷ／Ｄ≧１．７５　に設定した。
さらに、上記曲げ半径Ｒに対するフィンピッチＦＰの割合を、　５０≦Ｒ／ＦＰ≦６０　に設定した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、いわゆる天井カセット型と呼ばれる空気調和機の室内機の断面図である。
【００１６】
室内機１０は、被空調室Ｒ側から天井板５０に設けられた取付け用開口部５１に挿入され、かつ図示しない吊りボルト等を介して、天井裏に吊持固定される室内機本体２０と、この室内機本体２０の室内側に露出して取付けられる化粧パネル１００とを備えている。
上記室内機本体２０は、下面に形成される開口部２１ａの全てが開口し、天板部と側板部からなるハウジング２１を備えている。このハウジング２１の内周面には例えば発泡スチロール材からなる断熱材２２が組み込まれて、断熱構造をなしている。
【００１７】
ハウジング２１の内部中央に送風機２３が配置され、この送風機を囲むようにして後述する熱交換器２４が収容されている。ハウジング２１の下面開口部２１ａは、室内に露出し、ハウジング２１周面と天井板５０の取付け用開口部５１との隙間を遮蔽する化粧パネル１００によって閉成される。
上記送風機２３は、ハウジング２１の上面部に適宜な手段で取付け固定されるファンモータ２３ａと、このファンモータの回転軸に取付けられるファン２３ｂとからなる。この送風機２３は、ファン２３ｂの回転にともない回転軸方向から空気を吸込んで周方向に吹出す送風作用をなす。
【００１８】
上記熱交換器２４は、送風機２３の吹出し方向に位置していて、この下端部はハウジング２１下部に設けられる枠状のドレンパン２５内に挿入され、ドレンパンは上記熱交換器２４で生成されるドレン水を受けるようになっている。
化粧パネル１００の後述する吸込み口１１０と送風機ファン２３ｂとの間にはベルマウス２６が設けられ、その周囲はドレンパン２５に囲まれている。ベルマウス２６は、送風機ファン２３ｂ側が小径で、かつ吸込み口１１０側が大径のテーパ状に形成されている。
上記ベルマウス２６の外周面側一部に、電気部品箱２７が設けられている。この電気部品箱２７内には上記送風機２３などの電気部品を制御するための制御回路２８が収容されている。
【００１９】
化粧パネル１００の中央大部分の面積を占め矩形状の上記吸込み口１１０が開口していて、この吸込み口１１０はドレンパン２５の内側面とほぼ対向して設けられる。
上記吸込み口１１０には、吸込グリル１１１が開閉自在に取付けられている。この吸込グリル１１１は、吸込み口１１０の室内空気流通を可能としながら、吸込み口１１０からハウジング２１内部に対する遮蔽をなしている。
【００２０】
上記吸込み口１１０の各辺部に沿って、吹出口１２１、１２２が設けられている。これら吹出口１２１、１２２は、４ヶ所あり、幅方向に対して長手方向が極端に細長い矩形状に形成される。
各吹出口１２１、１２２にはルーバー１５１、１５３がそれぞれ取付けられていて、ルーバーの向きによって化粧パネル１００周辺の広い範囲に吹出し案内するようになっている。
【００２１】
図２は上記熱交換器２４の斜視図であり、図３（Ａ）（Ｂ）は熱交換器２４の製造途中における一部を拡大した斜視図と、その一部正面図である。
上記熱交換器２４は、狭小の間隙を存して多数枚並設されたフィンＦに熱交換パイプＰが貫通して設けられるフィンチューブタイプである。上記フィンＦは上下方向に縦長の短冊状をなし、１列の熱交換パイプＰが上下方向に所定のピッチで貫通される。
【００２２】
このようなフィンＦが２列並べられ、互いに一体に曲げ加工される。この場合、熱交換器２４が平面視で略矩形状に成型されるので、曲げ箇所は３箇所必要となる。
上記フィンＦには、上下方向に沿って所定のピッチでカラーＫが突設される。このカラーＫの内径寸法は上記熱交換パイプＰの外径寸法よりも僅かに小に形成されていて、カラーＫに熱交換パイプＰを貫通し、熱交換パイプを拡管加工することによりフィンＦに対して熱交換パイプＰが強固な状態で嵌め合う。
【００２３】
上記フィンＦのカラーＫ相互間には、スリットＳが切起し加工により一体に立上り形成される。上記スリットＳは、フィンＦの幅方向である気流に沿う方向とは直交する方向に複数本、互いに並行して設けられる。（なお、図３（Ａ）に示すスリットＳ形状と、図３（Ｂ）に示すスリットＳ形状は一致しない）
したがって、上記送風機２３の作用にともなって生じる気流が、フィンＦおよび各スリットＳに均一に当たって、常に良好な熱交換作用がなされるように配慮されている。
【００２４】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機用熱交換器２４Ａの一部拡大図である。なお、説明の都合上、上記カラーＫは図示していない。（以下、全て同様）
曲げ加工する際に、フィンＦの図の右側端部が内側となり、左側端部が外側となる。また、一列のフィンＦのみを図示しているが、実際には図３（Ａ）（Ｂ）で示したように、この外側（左側）に別のフィンを並設し２列にしてもよく、それ以上の列にしてもよい。
【００２５】
上記熱交換器２４Ａを構成するフィンＦに所定ピッチを存して熱交換パイプＰが貫通し、これら熱交換パイプＰ相互間にスリットＳが一体に立上り形成されることには変りがない。
上記スリットＳは図において３本並行して設けられるが、ここでは、スリット本数に係りなく、スリットＳを設ける場所と設けない場所との区分設定をなしたことを特徴としている。
【００２６】
すなわち、熱交換器２４Ａとして曲げ加工した状態で内側列となるフィンＦの内側端縁ａから熱交換パイプＰ外径までの最短距離をＬ１としたとき、このＬ１の範囲（図でハッチングで示す）内にあるフィンＦ上の領域にはスリットＳを設けず、Ｌ１の範囲外にのみスリットＳを設けることとする。
フィンＦにスリットＳを設けることにより熱交換性能の向上を得られる反面、フィンＦの強度に影響が出易いが、熱交換器２４Ａを曲げ加工する際、スリットＳが設けられていない側の端部を内側にして行うことにより強度的に充分耐えて、いわゆるフィン倒れのごとき変形が生じることがない。
【００２７】
図５（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施の形態の空気調和機用熱交換器２４Ａにおける互いに異なる変形例として示している。
先に説明した図４では、熱交換パイプＰの中心点ｏ相互を結ぶ線Ｃに対してフィンＦの幅方向に沿って左右対称にスリットＳが設けられている。図５（Ａ）（Ｂ）では上記条件を備えたうえで、左右に非対称にスリットＳが設けられたフィンＦａ，Ｆｂを示している。
【００２８】
いずれも、曲げた状態で内側列となるフィンＦａ，Ｆｂの内側端縁ａから気流方向に沿い熱交換パイプＰ外径までの最短距離Ｌ１の領域にスリットＳを設けていないから、直状熱交換器を曲げ加工する際のフィンＦａ，Ｆｂの剛性と、必要最小限のスリットＳの本数を確保できて熱交換性能の向上を図れる。
【００２９】
図６（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態を説明する空気調和機用熱交換器２４Ｂの一部拡大図であり、図６（Ｂ）はその変形例である。
曲げ加工される状態で図の右側端部が内側となり、左側端部が外側となる。また、一列のフィンＦｃ，Ｆｄのみを図示しているが、実際には図３（Ａ）（Ｂ）で示したように、この外側（左側）に別のフィンを並設して２列もしくはそれ以上の列にしてもよい。
【００３０】
いずれの場合も、フィンＦｃ，Ｆｄの内側端縁ａから気流方向に沿い熱交換パイプＰ外径までの最短距離Ｌ１の領域に設けられるスリットＳａ、Ｓｂの長さ寸法Ｌ２と、熱交換パイプＰ相互のピッチＰＰと熱交換パイプＰの外径φＤとの差との割合が、
Ｌ２　／　（ＰＰ−Ｄ）　＜　０．８
となるように構成したことを特徴としている。
【００３１】
すなわち、フィンＦ部分は、熱交換パイプＰが嵌め込まれる部位に近いほど強度的に大となる。また、フィンＦ端部のスリットＳが長いと、フィンＦ端部に力が加わったときに、フィンカラーＫとフィンＦ端部との間が分断されている領域が広くなるためフィンＦ端部が変形し易くなる。
【００３２】
図７は、フィンＦ端部に設けられるスリットＳａ，Ｓｂの長さ寸法Ｌ２に対する熱交換パイプＰのピッチＰＰと熱交換パイプＰの外径φＤとの差の割合と、フィンＦの耐力値との関係を示す特性図である。
Ｌ２／（ＰＰ−Ｄ）値が０．８までは耐力値の低下傾向が比較的緩やかであるが、０．８を越えると耐力値の低下傾向が顕著になり、図でハッチングで示す領域において曲げ加工の際にいわゆるフィン倒れが発生する。
【００３３】
したがって、　Ｌ２／（ＰＰ−ｄ）＜０．８　に設定することにより、フィン倒れを防止できるとともに、上記Ｌ１の領域にもスリットＳａ，Ｓｂを設けることができ、スリットＳの本数が増加して熱交換性能の向上を図れる。
図８は、本発明の第３の実施の形態を説明する空気調和機用熱交換器２４Ｃの一部拡大図である。
【００３４】
空気調和機用熱交換器２４Ｃとして曲げ加工された状態で図の右側端部が内側となり、左側端部が外側となる。また、一列のフィンＦｅのみを図示しているが、実際には図３（Ａ）（Ｂ）で示したように、この外側（左側）に別のフィンを並設して２列もしくはそれ以上の列にしてもよい。
いずれの場合も、フィンＦｅの内側端縁ａから気流方向に沿い熱交換パイプＰ外径までの最短距離Ｌ１の領域に設けられるスリットＳｃは、気流の流れとは直交する方向に沿って分割され、これら分割スリットＳｃの相互間に平坦部ｂが形成されることを特徴としている。
【００３５】
すなわち、フィンＦｅの部分強度は、フィンカラーＫである熱交換パイプＰから最も遠い領域の、熱交換パイプ相互の中間部が最も弱い。しかしながら、上述のように最短距離Ｌ１の領域内に設けられるスリットＦｅを分割化することにより、スリット相互間に平坦部ｂが形成される。
上記平坦部ｂがフィンＦｅ強度の低下を防いで、熱交換器２４Ｃに対する曲げ加工の際のフィン倒れを防止する。また、スリットＳの数ならびにスリットＳの面積が増加することととなり、熱交換性能の向上に寄与する。
【００３６】
図９（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第４の実施の形態を説明する熱交換器２４Ｄの一部斜視図と、その一部の拡大した正面図である。
ここでは熱交換パイプＰが２列並べられ、かつ互いに千鳥状に配置される構成になっている。熱交換パイプＰ列はそれぞれのフィン列に対して設けられているので、フィンＦｆ，Ｆｇは２列備えられるが、１枚のフィンに対して熱交換パイプＰを２列でかつ千鳥状に配置してもよい。
【００３７】
いずれにしても、熱交換器２４Ｄを曲げ加工する際の内側列フィンＦｇに設けられる熱交換パイプＰが、全体的に、外側列フィンＦｆに設けられる熱交換パイプよりも下側にずれるように形成されることと、内側列フィンＦｇの最上段熱交換パイプＰの上部側にスリットＳｄが設けられることを特徴としている。
このような熱交換器２４Ｄにおいて、フィンＦｆ，Ｆｇを２列に並べる場合は、互いのフィンの上端縁と下端縁を揃えるとともに、フィンカラー（すなわち熱交換パイプＰ）がフィン上端縁と下端縁にかからないようにして成形する。
【００３８】
通常、各フィンＦは熱交換パイプＰを避けて切断加工されるので、実際の切断箇所はスリットＳ部分となってしまう。そのため、スリットＳは分断されて片持ち状態になり、曲げ加工をした状態で内側列フィンＦの上端部およびここに設けられるスリットＳが折損し易くなる。
そこで、２列の熱交換パイプＰを千鳥状に配置した場合は、内側列フィンＦｇの熱交換パイプＰが外側列フィンＦｆの熱交換パイプＰの下側に位置するように配置し、内側列フィンＦｇの上端部にスリットＳを設けることとする。
【００３９】
再び図１に示すように、いわゆる天井カセット型空気調和機の室内機の場合、送風機２３の作動にともなって、室内空気が化粧パネル１００の吸込み口１１０から室内機本体２０内に吸込まれ、かつ送風機２３の周囲に吹出される。
上記送風機２３を囲むようにした配置される熱交換器２４に対して、この内側面から外側面に亘って送風される。そして、熱交換器２４と熱交換した後、上記化粧パネル１００に設けられる吹出し口１２１から吹出される。
【００４０】
上記熱交換器２４は、下端部がドレンパン２５に載置され、上端部が本体２０の上面部に当接しているところから、送風機２３の作用にともなう全ての気流が熱交換器２４を通過する。図に矢印の長さで示しているように、気流の流速分布は上部側が高く、下部側に向かって漸次低下する。
したがって、熱交換器２４の上端部におけるスリットＳの形態が熱交換性能に影響することは勿論のこと、熱交換器２４上端部と本体２０上面部との隙間の管理が重要である。
【００４１】
上述のように、フィンＦの上端部に分断されたスリットＳが多くある場合は、フィンの強度が低下するばかりでなく、本体との間に隙間ができ易くなって熱交換性能の低下に繋がる。さらには、折れたスリットＳに沿ってドレン水が滴下することがあり、ドレンパン２５外部に漏れる虞れが生じる。
再び図９に示すように、２列の熱交換パイプＰを千鳥状に配置した場合は、内側列フィンＦｇの熱交換パイプＰを外側列フィンＦｆの熱交換パイプＰの下側に位置し、かつ内側列フィンＦｇ上端部である最上段熱交換パイプＰの上部にスリットＳｄを設けることにより、以上のような不具合を除去できる。
【００４２】
そして、図９（Ｂ）に示す構成では、内側列フィンＦｇ上端部のスリットＳｄが分断されずにすみ強度が増大するうえに、フィンＦｇの曲げた状態で内側端部における剛性の保持をなす。
図１０（Ａ）（Ｂ）は、第４の実施の形態の空気調和機用熱交換器２４Ｄにおける、互いに異なる変形例である。
【００４３】
いずれも、上述の条件を設定したうえで、外側列フィンＦｆは全く変りがなく、内側列フィンＦｈ，Ｆｉには上記位置にスリットＳｄが設けられ、さらに以下の構成が相違する。
図１０（Ａ）は、内側列フィンＦｅの内側端縁ａからＬ１の範囲内に設けられるスリットＳｅの長さの関係を、先に第２の実施の形態での説明に準じて設定した場合である。
【００４４】
図１０（Ｂ）は、内側列フィンＦｅの内側端縁からＬ１の範囲内に設けられるスリットＳｄの構成を、先に第３の実施の形態での説明に準じて設定した場合である。
いずれにしても、２列の熱交換パイプＰを千鳥状に配置して、内側列フィンＦｈ，Ｆｉの熱交換パイプＰを外側列フィンＦｆの熱交換パイプＰの下側に位置するように配置したうえで、内側列フィンＦｈ，Ｆｉ上端部の熱交換パイプＰ上部にスリットＳｄを設けている。
【００４５】
そのため、内側列フィンＦｈ，Ｆｉ上端部のスリットＳｄが分断されずにすみ強度が増大する。さらに、最短距離Ｌ１の範囲内の領域に設けられるスリットＳｅ，Ｓｆが内側列フィンＦｈ，Ｆｉ内側端部における剛性の保持をなす。
図１１（Ａ）は、本発明の第５の実施の形態を示す空気調和機用熱交換器２４Ｅの一部拡大図であり、図１１（Ｂ）はその変形例を示している。
【００４６】
ここでは、熱交換器２４Ｅを曲げ加工する際に、内側列となるフィンＦｇ，Ｆｋに設けられるスリットＳｇ、Ｓｈと、外側列となるフィンＦｌに設けられるスリットＳｉのパターンを異ならせたことを特徴としている。
上述したように、フィンＦの熱交換性能はスリットＳの本数が多いほど、もしくはスリットＳの合計面積が多いほど高性能になる。曲げ加工の対応のためにスリットＳの本数や面積を減らした内側列フィンに対して外側列フィンのスリットの本数や面積を多くすれば、２列が同じ形状（パターン）のスリット群で構成された場合よりも熱伝達性能が向上する。
【００４７】
また、気流の上流側列のフィンと下流側列のフィンとでは、伝熱性能が異なるとともに、スリットを設けることによる効果が異なる。たとえば、図１１（Ｂ）に示すように、気流上流側列のフィンＦｋの伝熱性能を低下させ、下流側列のフィンＦｌの伝熱性能を向上させた熱交換器２４Ｅでは、列毎の伝熱性能の差を少なくする効果がある。
しかしながら、上流側列のフィンに設けられるスリット本数を過度に少なくすると、下流側列のフィンにスリットを備えたことによる効果が少なくなり、かえって熱交換器としての熱交換性能が悪化してしまう。
【００４８】
図１２は内側である気流上流側列におけるフィンの気流方向に沿って数えられるスリットの本数Ｎ１と、外側である気流下流側列におけるフィンの気流方向に沿って数えられるスリットの本数Ｎ２との割合に対する熱伝達性能の特性図である。
【００４９】
Ｎ１／Ｎ２が０．７以下では熱伝達性能が劣り、０．７に到達すると顕著な状態で保持され、かつ１．０まで全く変化がないことが分かる。したがって、
０．７　＜　Ｎ１／Ｎ２　１．０
となるように設定することにより、熱伝達性能の向上化を図る。
【００５０】
図１３は、本発明の第６の実施の形態を示す、空気調和機用熱交換器２４Ｆの一部断面図であり、図１４（Ａ）（Ｂ）は上記熱交換器２４Ｆの製造工程を説明する図、図１５は実際に上記熱交換器２４Ｆを空気調和機室内機に組み込んだ状態を示す図である。
空気調和機熱交換器２４Ｆとして、複数列のフィンＦを並設し、上記フィンＦには上述の第１ないし第５の実施の形態で説明したように、熱交換パイプＰが千鳥状に貫通するとともにスリットＳが設けられることを前提としている。
【００５１】
このような空気調和機用熱交換器２４Ｆにおいて、フィンＦの下部（一端部）で、内側面および外側面の少なくともいずれか一方に切欠き３０が設けられていることが特徴である。
先に説明したように、いわゆる天井カセット型空気調和機の室内機１０においては、熱交換器２４が平面視で略矩形状に形成され、この中心部に送風機２３が配置される。上記熱交換器２４は、はじめに直状に形成されたものを曲げ加工して略矩形状にしており、直状の状態では全長が約２Ｍ前後ある。
【００５２】
上記フィンＦはフィンプレス機によって打抜き形成され、積層装置において互いに狭小の間隙を存して並設されたあと、熱交換パイプＰが挿通される。上記積層装置においてフィンＦを２Ｍの長さにして積層すると、スペース的および作業的に効率が悪い。
そのため、図１４（Ａ）に示すように、フィンＦを１／２〜１／４に分割した長さで積層し、これらフィンの分割セットＦｍを熱交換パイプＰに挿通するようにしている。
【００５３】
上述したように、フィンＦを２列並設することを前提として、各フィンＦに設けられるスリットＳのパターンが互いに異なる場合、フィンＦの分割セットＦｍを上下間違えて熱交換パイプＰに介挿すると、後工程の熱交換器曲げ加工の際に、いわゆるフィン倒れが生じてしまう。
フィンＦの分割セットＦｍを熱交換パイプＰに介挿したとき、正規の状態であれば切欠き３０の位置が揃うが、図１４（Ｂ）に示すように、分割セットＦｍの上下を反転させ間違えたことに気が付かないまま熱交換パイプＰに介挿することがある。
【００５４】
すると、間違えた分割セットＦｍの切欠き３０が、正規状態の分割セットＦｍの切欠き３０位置と異なることを直ちに発見でき、品質を確保するとともに生産性の向上を得る。
また、図１５に示すように、フィンＦに上記切欠き３０が設けられた熱交換器２４Ｆを室内機本体２０内に配置するにあたって、フィンＦ下端部に切欠き３０が揃うとともに、上記切欠き３０がドレンパン２５内に位置するように設計しておく。
【００５５】
切欠き３０の少なくとも一部が気流方向から見てドレンパン２５の立上り壁２５ａに重なることによって、熱交換作用にともなって生成されるドレン水が切欠き３０に滞留するようなことがあっても、ドレンパン２５の立上り壁２５ａが気流を阻止して、ドレン水が外部に飛散する不具合を防止できる。
図１６は、本発明の第７の実施の形態の空気調和機用熱交換器２４Ｇの一部拡大図である。
【００５６】
ここでは、フィンＦの一列あたりの幅寸法ＦＷに対する熱交換パイプＰの外径φＤの割合が、
ＦＷ　／　Ｄ　≧　１．７５
になるように構成したことを特徴としている。
【００５７】
すなわち、フィンＦの熱伝達性能を向上化するために、フィンＦの幅寸法ＦＷを増加すると、曲げ加工時にいわゆるフィン倒れが発生し易くなることは上述したとおりである。
【００５８】
図１７は、フィンＦの幅寸法ＦＷに対する熱交換パイプＰの外径φＤの割合と、フィンＦの耐力値の関係を表す特性図である。
ＦＷ／Ｄの値が小さい状態では耐力値をほぼ一定に確保できるが、ＦＷ／Ｄ値が大きくなるにしたがって耐力値も低下してしまうことが分かる。耐力値の低下はいわゆるフィン倒れに繋がるので、一定の基準を備える必要がある。
【００５９】
上記特性図から、ＦＷ／Ｄの値が１．７５より小さくなると耐力値が極端に低下するので、　ＦＷ／ｄ≧１．７５　となるように設定する。さらにそのうえで、第１の実施の形態〜第６の実施の形態で説明したスリット構造を備えることで曲げ加工時のフィン倒れを確実に防止できる。
【００６０】
図１８（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第８の実施の形態の空気調和機用熱交換器における製造工程を説明する図であり、ここでは熱交換器の曲げ半径Ｒに対するフィンピッチＦＰの割合が、
５０　≦　Ｒ　／　ＦＰ　≦　６０
に設定されることを特徴としている。
【００６１】
常にフィンピッチを同一に設定しても、図１８（Ａ）に示すように曲げ半径Ｒが小である場合と、図１８（Ｂ）に示すように曲げ半径Ｒが大である場合とは、曲げ部におけるフィンピッチＦＰに差が生じる。すなわち、曲げ半径Ｒが小さいほどフィンピッチＦＰが広くなってしまう。
その反面、曲げ半径Ｒが小さいほど１枚のフィンＦにかかる応力が大きく、フィン倒れが生じ易い。したがって、フィンピッチＦＰをより広げた場合にも同様にフィン倒れが生じ易い。
【００６２】
先に図２０（Ａ）（Ｂ）で説明したように、直状熱交換器１Ａの曲げ加工時に受けコマＵに複数枚のフィンＦが押し当てられる。このとき、受けコマＵに押し当てられるフィンＦの枚数は、曲げ半径Ｒに対するフィンピッチＦＲの割合に比例する。
従来品と本発明の空気調和機用熱交換器を用いて、曲げ試験によりフィン倒れの有無を比較したところ、以下の表１に示すような結果が得られた。
【００６３】
【表１】

【００６４】
従来品であれば、Ｒ／ＦＰ値が５８まではフィン倒れが確実に生じ、６０でフィン倒れが生じる場合があり、６５以上を確保しないと信頼性を保持できない。これに対して本発明品であれば、Ｒ／ＦＰ値が４７でフィン倒れが生じる場合があるが、５０以上であればフィン倒れが全く生じないことが分かった。
【００６５】
図１９は、本発明品においてＲ／ＦＰ値に対する熱交換性能の特性図であって、Ｒ／ＦＰが４７以上で５０以下であれば熱交換性能が向上するが、５０以上では熱交換性能が漸次低下する結果が得られた。
なお、Ｒ／ＦＰが６０以上であると、熱交換性能が４７以上５０以下のレベルを下回るので、上述した熱交換器の曲げ加工結果の条件を両立させるために、　５０≦Ｒ／ＦＰ≦６０　の条件が設定されることとなる。
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を越えない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、空気調和機に用いられ、その中心部に送風機が配置されるフィンチューブタイプの熱交換器であって、曲げ加工した際に内側列となるフィンのスリットを最適条件に設定することにより、曲げ加工時におけるいわゆるフィン倒れの変形を防止して、熱交換性能および製造作業性の向上を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る、熱交換器を備えた天井カセット型空気調和機の室内機の概略断面図。
【図２】同実施の形態に係る、熱交換器の斜視図。
【図３】同実施の形態に係る、フィンの一部斜視図と一部正面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図。
【図５】同第１の実施の形態の、互いに異なる変形例の熱交換器の一部正面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図と、その変形例の熱交換器の一部正面図。
【図７】同第２の実施の形態を証明する特性図。
【図８】本発明の第３の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部斜視図と、一部正面図。
【図１０】同第４の実施の形態の、互いに異なる変形例の空気調和機用熱交換器の一部正面図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図と、その変形例の空気調和機の一部正面図。
【図１２】同第５の実施の形態を証明する特性図。
【図１３】本発明の第６の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図。
【図１４】同第６の実施の形態の、熱交換器の製造工程と、その結果の一例を説明する図。
【図１５】同第６の実施の形態の、熱交換器を空気調和機内に組み込んだ状態を説明する図。
【図１６】本発明の第７の実施の形態における、空気調和機用熱交換器の一部正面図。
【図１７】同第７の実施の形態を証明する特性図。
【図１８】本発明の第８の実施の形態を説明する、熱交換器の曲げ半径の大小とフィンピッチとの関係を説明する図。
【図１９】同第８の実施の形態を証明する特性図。
【図２０】従来の、熱交換器の製造工程を順次説明する図。
【符号の説明】
Ｆ…フィン、
Ｐ…熱交換パイプ、
Ｓ…スリット、
２０…室内機本体、
２３…送風機、
２４…熱交換器、
３０…切欠き、
２５…ドレンパン、
２５ａ…立上り壁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger for an air conditioner that is a fin tube type formed by cutting and forming slits, in which fins are arranged in one or a plurality of rows and are bent at least once as a whole.
[0002]
[Prior art]
A so-called ceiling cassette type air conditioner indoor unit (see, for example, Patent Document 1) in which an air conditioner main body is disposed behind the ceiling and a decorative panel provided on the lower surface of the main body is exposed indoors from the ceiling board is often used. Yes.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-263702 A (page 3, column 3, column 4, FIGS. 1 and 3)
The heat exchanger accommodated in the indoor unit is a fin tube type in which a heat exchange pipe is provided through a large number of fins arranged side by side with a narrow gap. It is bent into a substantially rectangular shape in a plan view, and a blower is disposed at the center position to blow in the sucked room air from the inner surface to the outer surface of the heat exchanger.
The fins have a strip shape, and one or two rows of heat exchange pipes pass through with their positions aligned in the vertical direction. After arranging such fins in one or a plurality of rows, the fins are bent three or four times to have a substantially rectangular shape in plan view.
[0004]
Conventionally, various techniques have been developed to further improve the heat exchange performance of the heat exchanger, but in the end, by increasing the length of the heat exchanger and providing slits in the fins Satisfactory results have been obtained.
That is, by setting the bending radius of the heat exchanger smaller and bending it in multiple stages, the heat exchanger becomes longer and the heat exchange area increases. By providing a large number of the slits, the temperature boundary layer formed on the fin surface can be reduced with the blowing action of the blower, and the ratio of the slit area to the fin area increases.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the bending process in the heat exchanger in which the slit is formed is performed, for example, as shown in FIGS.
Here, two rows of straight heat exchangers 1A arranged in a row through the heat exchange pipe P through a large number of fins F arranged in parallel with a narrow gap are arranged. The receiving piece U is applied to a portion to be bent and a portion corresponding to the inside in a bent state.
[0006]
The receiving piece U is rotatably supported and includes a circular portion Ua and a flange portion Ub that is integrally formed in a straight shape from the peripheral surface of the circular portion Ua. The pressing piece V is applied to the surface corresponding to the outer surface, and the pressing piece V is gradually moved while pressing in the direction of the receiving frame U.
As the holding piece V moves, the receiving piece U rotates, and the straight heat exchanger 1A is sequentially bent and deformed. The heat exchanger 1A is bent 90 ° with a predetermined bending radius in a state where the moving direction of the presser piece V is changed by 90 ° from the initial moving direction.
[0007]
In the heat exchanger 1A that performs such bending processing, if the number of slits is increased in order to improve heat exchange performance, the strength is weakened. Then, during the bending process, the so-called fin collapse occurs in the fin, and the heat exchange performance is lowered.
[0008]
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a fin tube type heat exchanger provided with a slit, in which both improvement in productivity and improvement in heat exchange performance are achieved. A heat exchanger for a conditioner is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is arranged such that one or more rows of fins are juxtaposed with a narrow gap therebetween, and these fins pass through the heat exchange pipe and the heat exchange pipes mutually. In the heat exchanger for an air conditioner that is a fin tube type in which a plurality of slits are cut and processed in parallel with each other, and is arranged so as to surround the blower in the air conditioner body by bending at least once,
When the shortest distance from the inner edge of the fin that forms the inner row in the bent state to the outer diameter of the heat exchange pipe along the air flow direction is L1, a slit is provided only in a region outside the range of the shortest distance L1, and the shortest distance L1 No slit is provided in this area.
[0010]
Further, in the above heat exchanger for an air conditioner, when the shortest distance from the inner edge of the fin that becomes the inner row in the bent state to the outer diameter of the heat exchange pipe along the airflow direction is L1, The ratio of the difference between the pitch PP between the heat exchange pipes and the outer diameter φD of the heat exchange pipe with respect to the length L2 of the slit provided in the region within the range of the shortest distance L1 is expressed by L2 / (PP−D) <0.8 Set to.
[0011]
Further, in the above heat exchanger for an air conditioner, when the shortest distance from the inner edge of the fin that becomes the inner row in the bent state to the outer diameter of the heat exchange pipe along the airflow direction is L1, The slit provided in the region within the range of the shortest distance L1 is divided along the longitudinal direction.
[0012]
Further, the slit is provided asymmetrically along the airflow direction with a line connecting the center points of the heat exchange pipes adjacent to each other in a direction orthogonal to the airflow direction.
Further, the fin has two rows of an inner row and an outer row, and heat exchange pipes are arranged in two rows and staggered with respect to the fin rows, and the uppermost heat exchange pipe of the inner row fin and the fin upper end edge are arranged. A slit was provided between them.
[0013]
Furthermore, the fins are provided with two rows of an inner row and an outer row, and heat exchange pipes are arranged in two rows and staggered with respect to these fin rows, and the slits have different patterns for the inner row fins and the outer row fins. Formed.
Furthermore, the ratio of the number N2 of slits provided in the outer row fin to the number N1 of slits provided in the inner row fin was set to 0.7 <N1 / N2 <1.0.
[0014]
Furthermore, a notch was provided in a part of the end face of the fin.
Furthermore, it arrange | positioned so that at least one part of the said notch may overlap with the rising wall of the drain pan accommodated in an air conditioner main body seeing from an airflow direction.
Further, the ratio of the diameter φD of the heat exchange pipe to the width dimension Fw of the fin per row was set to FW / D ≧ 1.75.
Further, the ratio of the fin pitch FP to the bending radius R was set to 50 ≦ R / FP ≦ 60.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an indoor unit of an air conditioner called a so-called ceiling cassette type.
[0016]
The indoor unit 10 is inserted into an attachment opening 51 provided on the ceiling board 50 from the air-conditioned room R side, and is suspended and fixed to the back of the ceiling via a suspension bolt (not shown). A decorative panel 100 that is exposed and attached to the indoor side of the indoor unit body 20 is provided.
The indoor unit main body 20 includes a housing 21 having an opening 21a formed on the lower surface and having a top plate portion and a side plate portion. A heat insulating material 22 made of, for example, a polystyrene foam material is incorporated in the inner peripheral surface of the housing 21 to form a heat insulating structure.
[0017]
A blower 23 is disposed in the center of the housing 21, and a heat exchanger 24 described later is accommodated so as to surround the blower. The lower surface opening 21 a of the housing 21 is exposed to the room and is closed by a decorative panel 100 that shields a gap between the peripheral surface of the housing 21 and the mounting opening 51 of the ceiling plate 50.
The blower 23 includes a fan motor 23a attached and fixed to the upper surface portion of the housing 21 by an appropriate means, and a fan 23b attached to the rotation shaft of the fan motor. The blower 23 has a blowing action of sucking air from the rotation axis direction and blowing it in the circumferential direction as the fan 23b rotates.
[0018]
The heat exchanger 24 is located in the blowing direction of the blower 23, and its lower end is inserted into a frame-shaped drain pan 25 provided at the lower portion of the housing 21, and the drain pan is generated by the heat exchanger 24. Receive water.
A bell mouth 26 is provided between a suction port 110 (described later) of the decorative panel 100 and the blower fan 23 b, and the periphery thereof is surrounded by a drain pan 25. The bell mouth 26 is formed in a tapered shape having a small diameter on the blower fan 23b side and a large diameter on the suction port 110 side.
An electrical component box 27 is provided on a part of the outer peripheral surface side of the bell mouth 26. A control circuit 28 for controlling electrical components such as the blower 23 is accommodated in the electrical component box 27.
[0019]
The rectangular suction port 110 occupying the area of the center of the decorative panel 100 is opened, and the suction port 110 is provided substantially opposite to the inner surface of the drain pan 25.
A suction grill 111 is attached to the suction port 110 so as to be freely opened and closed. The suction grill 111 shields the interior of the housing 21 from the suction port 110 while allowing indoor air to flow through the suction port 110.
[0020]

Air outlets

121 and 122 are provided along the sides of the inlet 110. These

outlets

121 and 122 are provided in four places, and are formed in a rectangular shape whose longitudinal direction is extremely elongated with respect to the width direction.

Louvers

151 and 153 are attached to the

air outlets

121 and 122, respectively, and are guided to blow out in a wide range around the decorative panel 100 depending on the direction of the louvers.
[0021]
FIG. 2 is a perspective view of the heat exchanger 24, and FIGS. 3A and 3B are an enlarged perspective view and a partial front view of the heat exchanger 24 in the middle of manufacturing.
The heat exchanger 24 is a fin tube type in which a heat exchange pipe P is provided through a plurality of fins F arranged side by side with a narrow gap. The fins F have a vertically long strip shape, and a row of heat exchange pipes P are penetrated at a predetermined pitch in the vertical direction.
[0022]
Two rows of such fins F are arranged and bent together. In this case, since the heat exchanger 24 is molded into a substantially rectangular shape in plan view, three bending portions are required.
The fins F are provided with collars K protruding at a predetermined pitch along the vertical direction. The inner diameter dimension of the collar K is slightly smaller than the outer diameter dimension of the heat exchange pipe P. The collar K penetrates the heat exchange pipe P and expands the heat exchange pipe to the fin F. On the other hand, the heat exchange pipe P fits in a strong state.
[0023]
Between the collars K of the fins F, slits S are raised and integrally formed by machining. A plurality of the slits S are provided in parallel to each other in a direction orthogonal to the direction along the air flow that is the width direction of the fin F. (Note that the slit S shape shown in FIG. 3A does not match the slit S shape shown in FIG. 3B)
Therefore, it is considered that the airflow generated by the action of the blower 23 is uniformly applied to the fins F and the slits S and always has a good heat exchange action.
[0024]
FIG. 4 is a partially enlarged view of the air conditioner heat exchanger 24A according to the first embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the color K is not shown. (The same applies hereinafter)
When bending is performed, the right end of the fin F in the figure is the inside, and the left end is the outside. In addition, only one row of fins F is shown, but actually, as shown in FIGS. 3A and 3B, another row of fins may be arranged in parallel on the outside (left side) to form two rows. , More columns may be used.
[0025]
The heat exchange pipe P passes through the fins F constituting the heat exchanger 24A with a predetermined pitch, and the slits S are integrally formed to rise between the heat exchange pipes P.
In the figure, the three slits S are provided in parallel, but here, regardless of the number of slits, the setting of the location where the slit S is provided and the location where the slit S is not provided is characterized.
[0026]
That is, when the shortest distance from the inner edge a of the fin F that forms the inner row in the bent state as the heat exchanger 24A to the outer diameter of the heat exchange pipe P is L1, this L1 range (shown by hatching in the figure) ) The slit S is not provided in the region on the fin F inside, and the slit S is provided only outside the range of L1.
Although the heat exchange performance can be improved by providing the slits S in the fins F, the strength of the fins F is easily affected, but when bending the heat exchanger 24A, the end on the side where the slits S are not provided. By carrying out with the portion on the inside, it can withstand the strength sufficiently, and deformation such as so-called fin collapse does not occur.
[0027]
FIGS. 5A and 5B show different modifications of the air conditioner heat exchanger 24A according to the first embodiment.
In FIG. 4 described above, the slits S are provided symmetrically along the width direction of the fin F with respect to the line C connecting the center points o of the heat exchange pipe P. 5A and 5B show the fins Fa and Fb in which the slits S are provided asymmetrically on the left and right sides while satisfying the above conditions.
[0028]
In either case, since the slit S is not provided in the region of the shortest distance L1 from the inner edge a of the fins Fa and Fb that are in the inner row in the bent state to the outer diameter of the heat exchange pipe P along the air flow direction, The rigidity of the fins Fa and Fb when bending the exchanger and the minimum number of slits S can be secured, and the heat exchange performance can be improved.
[0029]
FIG. 6 (A) is a partially enlarged view of an air conditioner heat exchanger 24B for explaining the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 (B) is a modification thereof.
In the bent state, the right end of the figure is the inside, and the left end is the outside. Further, although only one row of fins Fc and Fd is shown, actually, as shown in FIGS. 3A and 3B, another fin is juxtaposed on the outside (left side), or two rows or More columns may be used.
[0030]
In either case, the length L2 of the slits Sa and Sb provided in the region of the shortest distance L1 from the inner edge a of the fins Fc and Fd to the outer diameter of the heat exchange pipe P along the air flow direction, and the heat exchange pipe P The ratio between the mutual pitch PP and the difference between the outer diameter φD of the heat exchange pipe P is
L2 / (PP-D) <0.8
It is characterized by being configured as follows.
[0031]
That is, the strength of the fin F portion increases as it approaches the portion into which the heat exchange pipe P is fitted. In addition, if the slit S at the end of the fin F is long, the area where the fin collar K and the end of the fin F are divided is widened when a force is applied to the end of the fin F. Becomes easy to deform.
[0032]
FIG. 7 shows the ratio of the difference between the pitch PP of the heat exchange pipe P and the outer diameter φD of the heat exchange pipe P with respect to the length dimension L2 of the slits Sa and Sb provided at the end of the fin F, and the proof stress value of the fin F. It is a characteristic view which shows the relationship.
The decreasing tendency of the proof stress value is relatively moderate until the L2 / (PP-D) value is 0.8, but the decreasing tendency of the proof stress value becomes remarkable when the value exceeds 0.8, and in the region indicated by hatching in the figure. So-called fin collapse occurs during bending.
[0033]
Therefore, by setting L2 / (PP-d) <0.8, the fin collapse can be prevented, and the slits Sa and Sb can be provided in the region L1, and the number of slits S increases. The heat exchange performance can be improved.
FIG. 8 is a partially enlarged view of a heat exchanger 24C for an air conditioner for explaining a third embodiment of the present invention.
[0034]
In the state bent as the air conditioner heat exchanger 24C, the right end of the figure is the inside, and the left end is the outside. Further, only one row of fins Fe is shown, but actually, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), two or more rows are arranged with another fin arranged in parallel on the outside (left side). It may be a row of
In any case, the slit Sc provided in the region of the shortest distance L1 from the inner edge a of the fin Fe to the outer diameter of the heat exchange pipe P along the airflow direction is divided along the direction orthogonal to the airflow. A flat portion b is formed between the divided slits Sc.
[0035]
That is, the partial strength of the fin Fe is the weakest in the intermediate portion between the heat exchange pipes in the region farthest from the heat exchange pipe P that is the fin collar K. However, by dividing the slit Fe provided in the region of the shortest distance L1 as described above, the flat portion b is formed between the slits.
The flat part b prevents the fin Fe strength from decreasing and prevents the fin from collapsing when bending the heat exchanger 24C. In addition, the number of slits S and the area of the slits S are increased, which contributes to improvement in heat exchange performance.
[0036]
FIGS. 9A and 9B are a partial perspective view and a partially enlarged front view of a heat exchanger 24D for explaining the fourth embodiment of the present invention.
Here, the heat exchange pipes P are arranged in two rows and arranged in a staggered manner. Since the heat exchange pipe P row is provided for each fin row, the fins Ff and Fg are provided in two rows, but the heat exchange pipes P are arranged in two rows and staggered for one fin. May be.
[0037]
In any case, the heat exchange pipe P provided in the inner row fins Fg when the heat exchanger 24D is bent is generally shifted downward from the heat exchange pipe provided in the outer row fins Ff. The slit Sd is provided on the upper side of the uppermost heat exchange pipe P of the inner row fin Fg.
In such a heat exchanger 24D, when the fins Ff and Fg are arranged in two rows, the upper and lower edges of the fins are aligned, and the fin collar (that is, the heat exchange pipe P) has the upper and lower edges of the fin. Molded so as not to touch.
[0038]
Usually, each fin F is cut by avoiding the heat exchange pipe P, so that the actual cutting location becomes the slit S portion. Therefore, the slit S is divided into a cantilever state, and the upper end portion of the inner row fin F and the slit S provided therein are easily broken in a bent state.
Therefore, when two rows of heat exchange pipes P are arranged in a staggered manner, the heat exchange pipes P of the inner row fins Fg are arranged so as to be located below the heat exchange pipes P of the outer row fins Ff, and the inner rows A slit S is provided at the upper end of the fin Fg.
[0039]
As shown in FIG. 1 again, in the case of an indoor unit of a so-called ceiling cassette type air conditioner, indoor air is sucked into the indoor unit body 20 from the suction port 110 of the decorative panel 100 along with the operation of the blower 23, and The air is blown out around the blower 23.
With respect to the heat exchanger 24 arrange | positioned so that the said air blower 23 may be enclosed, it ventilates over this outer surface from this inner surface. And after heat-exchanging with the heat exchanger 24, it blows off from the blower outlet 121 provided in the said decorative panel 100. FIG.
[0040]
Since the lower end portion of the heat exchanger 24 is placed on the drain pan 25 and the upper end portion is in contact with the upper surface portion of the main body 20, all the airflow accompanying the action of the blower 23 passes through the heat exchanger 24. . As indicated by the length of the arrow in the figure, the flow velocity distribution of the airflow is higher on the upper side and gradually decreases toward the lower side.
Accordingly, not only the shape of the slit S at the upper end of the heat exchanger 24 affects the heat exchange performance, but also the management of the gap between the upper end of the heat exchanger 24 and the upper surface of the main body 20 is important.
[0041]
As described above, when there are many slits S divided at the upper end portion of the fin F, not only the strength of the fin is lowered, but also a gap is easily formed between the fin and the heat exchange performance. . Furthermore, drain water may dripped along the broken slit S, and there is a possibility that the drain pan 25 may leak to the outside.
As shown in FIG. 9 again, when the two rows of heat exchange pipes P are arranged in a staggered manner, the heat exchange pipes P of the inner row fins Fg are positioned below the heat exchange pipes P of the outer row fins Ff, Further, by providing the slit Sd at the upper part of the uppermost heat exchange pipe P that is the upper end of the inner row fin Fg, the above-mentioned problems can be eliminated.
[0042]
In the configuration shown in FIG. 9 (B), the slit Sd at the upper end of the inner row fin Fg is not divided and the corner strength increases, and the rigidity at the inner end is maintained when the fin Fg is bent. .
FIGS. 10A and 10B are different modifications of the air conditioner heat exchanger 24D of the fourth embodiment.
[0043]
In any case, the outer row fins Ff are not changed at all after the above conditions are set, and the inner row fins Fh and Fi are provided with the slits Sd at the above positions, and the following configurations are different.
FIG. 10A shows the case where the length relationship of the slit Se provided in the range from the inner edge a of the inner row fin Fe to L1 is set in accordance with the description in the second embodiment. It is.
[0044]
FIG. 10B shows a case where the configuration of the slit Sd provided in the range of L1 from the inner edge of the inner row fin Fe is set according to the description in the third embodiment.
In any case, the two rows of heat exchange pipes P are arranged in a staggered manner, and the heat exchange pipes P of the inner row fins Fh and Fi are arranged below the heat exchange pipe P of the outer row fins Ff. In addition, a slit Sd is provided above the heat exchange pipe P at the upper end of the inner row fins Fh and Fi.
[0045]
Therefore, the corner strength increases without the slits Sd at the upper ends of the inner row fins Fh and Fi being divided. Further, the slits Se and Sf provided in the region within the range of the shortest distance L1 hold rigidity at the inner row fins Fh and Fi inner ends.
FIG. 11 (A) is a partially enlarged view of an air conditioner heat exchanger 24E showing the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 (B) shows a modification thereof.
[0046]
Here, when the heat exchanger 24E is bent, the patterns of the slits Sg and Sh provided in the fins Fg and Fk serving as the inner rows are different from the patterns of the slit Si provided in the fins Fl serving as the outer rows. It is a feature.
As described above, the heat exchange performance of the fin F increases as the number of slits S increases or the total area of the slits S increases. If the number and area of the slits of the outer row fins are increased with respect to the inner row fins in which the number and area of the slits S are reduced in order to cope with the bending process, two rows are constituted by slit groups having the same shape (pattern). The heat transfer performance is improved as compared with the case.
[0047]
In addition, the heat transfer performance is different between the fins in the upstream stream and the downstream stream of the airflow, and the effect of providing the slits is different. For example, as shown in FIG. 11B, in the heat exchanger 24E in which the heat transfer performance of the fins Fk in the upstream stream is reduced and the heat transfer performance of the fins Fl in the downstream stream is improved, It has the effect of reducing the difference in heat transfer performance.
However, if the number of slits provided in the fins in the upstream row is excessively reduced, the effect of providing the slits in the fins in the downstream row is reduced, and the heat exchange performance as a heat exchanger is deteriorated.
[0048]
FIG. 12 shows the ratio between the number N1 of slits counted along the airflow direction of the fins in the airflow upstream row which is the inner side and the number N2 of slits counted along the airflow direction of the fins in the airflow downstream side which is the outer side. It is a characteristic view of the heat transfer performance with respect to.
[0049]
It can be seen that when N1 / N2 is 0.7 or less, the heat transfer performance is inferior, and when N1 / N2 reaches 0.7, the heat transfer performance is maintained in a remarkable state, and there is no change up to 1.0. Therefore,
0.7 <N1 / N2 1.0
The heat transfer performance is improved by setting so that.
[0050]
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger 24F for an air conditioner showing a sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 14A and 14B show the manufacturing process of the heat exchanger 24F. FIG. 15 and FIG. 15 are diagrams showing a state in which the heat exchanger 24F is actually incorporated in an air conditioner indoor unit.
As the air conditioner heat exchanger 24F, a plurality of rows of fins F are arranged side by side, and the heat exchange pipes P penetrate in the fins F in a zigzag manner as described in the first to fifth embodiments. In addition, it is assumed that a slit S is provided.
[0051]
Such a heat exchanger for air conditioner 24F is characterized in that a notch 30 is provided on at least one of the inner surface and the outer surface at the lower portion (one end portion) of the fin F.
As described above, in the indoor unit 10 of the so-called ceiling cassette type air conditioner, the heat exchanger 24 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and the blower 23 is disposed at the center. The heat exchanger 24 is first bent into a substantially rectangular shape by bending it, and has a total length of about 2M in the straight state.
[0052]
The fins F are punched and formed by a fin press, and are arranged side by side with a narrow gap in the laminating apparatus, and then the heat exchange pipe P is inserted. If the fins F are laminated with a length of 2M in the laminating apparatus, the efficiency in terms of space and work is poor.
Therefore, as shown in FIG. 14 (A), the fins F are stacked with a length divided into 1/2 to 1/4, and the divided set Fm of these fins is inserted into the heat exchange pipe P.
[0053]
As described above, assuming that two rows of fins F are arranged side by side, when the patterns of the slits S provided in the fins F are different from each other, the divided set Fm of the fins F is inserted upside down in the heat exchange pipe P with the wrong set. Then, so-called fin collapse occurs in the heat exchanger bending process in the subsequent process.
When the divided set Fm of the fin F is inserted into the heat exchange pipe P, the position of the notch 30 is aligned in the normal state. However, as shown in FIG. There is a case where the heat exchange pipe P is inserted without noticing the mistake.
[0054]
As a result, it is possible to immediately find out that the notch 30 of the wrong divided set Fm is different from the position of the notch 30 of the normal divided set Fm, ensuring quality and improving productivity.
Further, as shown in FIG. 15, when the heat exchanger 24F in which the notch 30 is provided in the fin F is disposed in the indoor unit body 20, the notch 30 is aligned with the lower end of the fin F, and the notch It is designed so that 30 is located in the drain pan 25.
[0055]
Even if at least part of the notch 30 overlaps with the rising wall 25a of the drain pan 25 when viewed from the airflow direction, the drain water generated by the heat exchange action may stay in the notch 30. The rising wall 25a of the drain pan 25 can block the air flow, and prevent the drain water from scattering outside.
FIG. 16 is a partially enlarged view of an air conditioner heat exchanger 24G according to the seventh embodiment of the present invention.
[0056]
Here, the ratio of the outer diameter φD of the heat exchange pipe P to the width dimension FW per row of the fins F is:
FW / D ≧ 1.75
It is characterized by being configured.
[0057]
That is, as described above, when the width dimension FW of the fin F is increased in order to improve the heat transfer performance of the fin F, so-called fin collapse easily occurs during bending.
[0058]
FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the ratio of the outer diameter φD of the heat exchange pipe P to the width dimension FW of the fin F and the proof stress value of the fin F.
It can be seen that the proof stress value can be kept almost constant when the FW / D value is small, but the proof stress value decreases as the FW / D value increases. Since a decrease in the proof stress leads to so-called fin collapse, it is necessary to provide a certain standard.
[0059]
From the above characteristic diagram, the proof stress value decreases drastically when the value of FW / D is smaller than 1.75, so FW / d ≧ 1.75 is set. Furthermore, the fin collapse at the time of a bending process can be reliably prevented by providing the slit structure demonstrated in 1st Embodiment-6th Embodiment.
[0060]
FIGS. 18A and 18B are views for explaining a manufacturing process in the heat exchanger for an air conditioner according to the eighth embodiment of the present invention. Here, the fin pitch FP with respect to the bending radius R of the heat exchanger is shown. Of
50 ≦ R / FP ≦ 60
It is characterized by being set to.
[0061]
Even when the fin pitch is always set to be the same, when the bending radius R is small as shown in FIG. 18A and when the bending radius R is large as shown in FIG. A difference occurs in the fin pitch FP in the bent portion. That is, the smaller the bending radius R, the wider the fin pitch FP.
On the other hand, the smaller the bending radius R, the greater the stress applied to one fin F, and the more likely the fin falls. Therefore, even when the fin pitch FP is further widened, the fin falls easily.
[0062]
As described above with reference to FIGS. 20A and 20B, the plurality of fins F are pressed against the receiving piece U during the bending process of the linear heat exchanger 1A. At this time, the number of fins F pressed against the receiving piece U is proportional to the ratio of the fin pitch FR to the bending radius R.
When the presence or absence of fin collapse was compared by a bending test using the conventional product and the heat exchanger for an air conditioner of the present invention, the results shown in Table 1 below were obtained.
[0063]
[Table 1]

[0064]
In the case of a conventional product, the fin collapse surely occurs until the R / FP value is 58, and the fin collapse may occur at 60. If 65 or more is not secured, reliability cannot be maintained. In contrast, in the case of the product of the present invention, fin collapse may occur at an R / FP value of 47, but it was found that fin collapse does not occur at all when the value is 50 or more.
[0065]
FIG. 19 is a characteristic diagram of the heat exchange performance with respect to the R / FP value in the product of the present invention. When the R / FP is 47 or more and 50 or less, the heat exchange performance is improved. Gradually decreasing results were obtained.
When R / FP is 60 or more, the heat exchange performance falls below a level of 47 or more and 50 or less. Therefore, in order to satisfy both the above-described conditions of the bending result of the heat exchanger, 50 ≦ R / FP ≦ 60 This condition is set.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is a finned tube type heat exchanger used in an air conditioner and having a blower disposed in the center thereof, and is a slit of fins that forms an inner row when bent. Is set to the optimum condition, so that the so-called fin collapse deformation at the time of bending is prevented, and the heat exchange performance and the manufacturing workability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an indoor unit of a ceiling cassette type air conditioner including a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a heat exchanger according to the embodiment.
FIG. 3 is a partial perspective view and a partial front view of the fin according to the embodiment;
FIG. 4 is a partial front view of the air conditioner heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial front view of a heat exchanger according to a different modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a partial front view of a heat exchanger for an air conditioner and a partial front view of a heat exchanger according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram that proves the second embodiment;
FIG. 8 is a partial front view of an air conditioner heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial perspective view and a partial front view of a heat exchanger for an air conditioner according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial front view of a heat exchanger for an air conditioner according to a modified example of the fourth embodiment.
FIG. 11 is a partial front view of a heat exchanger for an air conditioner and a partial front view of an air conditioner according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a characteristic diagram certifying the fifth embodiment.
FIG. 13 is a partial front view of an air conditioner heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view for explaining an example of the heat exchanger manufacturing process and the result according to the sixth embodiment.
FIG. 15 is a view for explaining a state where the heat exchanger is incorporated in the air conditioner according to the sixth embodiment.
FIG. 16 is a partial front view of an air conditioner heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a characteristic diagram certifying the seventh embodiment.
FIG. 18 is a view for explaining an eighth embodiment of the present invention and a relationship between a bending radius of a heat exchanger and a fin pitch.
FIG. 19 is a characteristic diagram certifying the eighth embodiment.
FIG. 20 is a diagram for sequentially explaining a conventional heat exchanger manufacturing process.
[Explanation of symbols]
F ... Fins,
P ... heat exchange pipe,
S ... Slit,
20 ... indoor unit body,
23 ... Blower,
24 ... heat exchanger,
30 ... Notch,
25 ... Drain pan,
25a ... Rise wall.

Claims

One or more rows of fins are juxtaposed with a narrow gap between them, a heat exchange pipe penetrates through these fins, and a plurality of slits cut in parallel between the heat exchange pipes. In a heat exchanger for an air conditioner that is a processed fin tube type, is bent at least once or more and is arranged so as to surround a blower in an air conditioner body,
When L1 is the shortest distance from the inner edge of the fin that becomes the inner row in the bent state to the heat exchange pipe outer diameter along the airflow direction,
The air conditioner heat exchanger, wherein the slit is provided only in a region outside the range of the shortest distance L1, and no slit is provided in the region of the shortest distance L1.

One or more rows of fins are juxtaposed with a narrow gap between them, a heat exchange pipe penetrates through these fins, and a plurality of slits cut in parallel between the heat exchange pipes. In a heat exchanger for an air conditioner that is a processed fin tube type, is bent at least once or more and is arranged so as to surround a blower in an air conditioner body,
When L1 is the shortest distance from the inner edge of the fin that becomes the inner row in the bent state to the heat exchange pipe outer diameter along the airflow direction,
The ratio of the difference between the pitch PP between the heat exchange pipes and the outer diameter φD of the heat exchange pipe with respect to the slit length L2 provided in the region within the shortest distance L1 is as follows.
L2 / (PP-D) <0.8
A heat exchanger for an air conditioner characterized by being set to

One or more rows of fins are juxtaposed with a narrow gap between them, a heat exchange pipe penetrates through these fins, and a plurality of slits cut in parallel between the heat exchange pipes. In a heat exchanger for an air conditioner that is a processed fin tube type, is bent at least once or more and is arranged so as to surround a blower in an air conditioner body,
When L1 is the shortest distance from the inner edge of the fin that becomes the inner row in the bent state to the heat exchange pipe outer diameter along the airflow direction,
The heat exchanger for an air conditioner, wherein the slit provided in the region within the range of the shortest distance L1 is provided by being divided along the longitudinal direction.

The slit is provided asymmetrically along the flow direction of the airflow, with a line connecting the center points of the heat exchange pipes adjacent to each other in a direction orthogonal to the flow direction of the airflow. The heat exchanger for an air conditioner according to any one of claims 1 to 3.

The fins are provided in two rows, an inner row and an outer row, and the heat exchange pipes are arranged in two rows and staggered with respect to the fin rows, and the uppermost heat exchange pipe and fin upper end edge of the inner row fins. A heat exchanger for an air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein a slit is provided between the two.

The fins are provided in two rows of an inner row and an outer row, and the heat exchange pipes are arranged in two rows and staggered with respect to the fin rows, and the slits are mutually connected by the inner row fin and the outer row fin. It forms in a different pattern, The heat exchanger for air conditioners in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.

The ratio of the number N2 of slits provided in the outer row fins to the number N1 of slits provided in the inner row fins,
0.7 <N1 / N2 <1.0
The heat exchanger for an air conditioner according to claim 6, wherein the heat exchanger is set as follows.

The heat exchanger for an air conditioner according to any one of claims 6 and 7, wherein the fin is provided with a notch in a part of an end surface thereof.

9. The heat for an air conditioner according to claim 8, wherein at least a part of the notch is disposed so as to overlap a rising wall of a drain pan accommodated in the air conditioner body as viewed from a direction of airflow. Exchanger.

The ratio of the diameter φD of the heat exchange pipe to the width dimension FW of the fin per row,
FW / D ≧ 1.75
The heat exchanger for an air conditioner according to any one of claims 1 to 9, wherein

The ratio of the fin pitch FP to the bending radius R is
50 ≦ R / FP ≦ 60
The heat exchanger for an air conditioner according to any one of claims 1 to 10, wherein